Строительные материалы

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы

1.По каким признакам разделяют арматуру для железобетонных конструкций?

2.Какие характеристики определяют при испытании арматурной стали?

3.Что понимают под пределом текучести и временным сопротивлением стали?

4.Как определить предел текучести и временное сопротивление арматурной стали?

5.Как влияет термическая обработка стали и температура нагрева на ее механические характеристики?

6.Как влияет пластическая деформация арматурной стали на ее предел текучести?

7.Какие существуют методы определения твердости металлов?

8.В чем сущность метода определения твердости по Бринеллю?

9.С какой целью проводят технологические испытания арматурной стали?

10.В чем сущность испытания арматурной стали на изгиб?

Ли т е р а т у р а

1.П о п о в Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов. – М.: Высш. школа, 1984. – 167 с.

2.Ч е р т о к Б.Е. Лабораторные работы по технологии металлов

иконструкционным материалам. – М.:Машиностроение, 1969. 120 с.

3.ГОСТ 12004-84. Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение.

4.ГОСТ 14019-80. Металлы и сплавы. Методы испытанияна изгиб.

5.ГОСТ 1579-80. Проволока. Метод испытания на перегиб.

6.ГОСТ 9012-59. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю.

7.ГОСТ 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.

321

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1 5

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Цель работы

1.Ознакомиться с коллекцией современных полимерных материалов, применяемых для полов, отделки стен и изготовления оконных и дверных блоков.

2.Ознакомиться с приборами, оборудованием и методиками определения физико-механических свойств полимерных материалов.

3.Определить основные характерные физико-механические показатели современных полимерных материалов для устройства полов, отделки стен и материалов из ПВХ для изготовления оконных и дверных блоков.

4.Сделать анализ полученных результатов и заключение по выполненным испытаниям.

15.1.Вопросы для подготовки к лабораторной работе

1.Что представляют собой полимеры?

2.Какие полимеры относятся к природным и какие к синтетическим?

3.Что является сырьем для получения синтетических полиме-

ров?

4.Как получают полимеры?

5.Какие полимеры относятся к полимеризационным?

6.Какие полимеры относятся к поликонденсационным?

7.Что представляет собой пластмасса?

8.Основные компоненты пластмасс и их назначение.

9.Какие материалы на основе полимеров применяют для устройства полов?

10.Какие полимерные материалы применяют для внутренней отделки стен?

11.Какие полимерные материалы применяют для наружной отделки стен?

12.Какие полимерные материалы применяют для изготовления оконных и дверных блоков?

322

15.2. Задания к лабораторной работе

Задание 1. Определение массы 1 м2 площади полимерных материалов для полов.

Задание 2. Определение гибкости поливинилхлоридных материалов.

Задание 3. Определение истираемости материалов для покрытия полов.

Задание 4. Определение деформативности при вдавливании и восстанавливаемости полимерных материалов.

Задание 5. Определение прочности при растяжении и разрыве и относительного удлинения при разрыве ПВХ-профиля.

15.3. Общие сведения

Полимерами называются высокомолекулярные химические соединения, состоящие, в основном, из одинаковых групп атомов - элементарных звеньев. В большинстве своем их получают путем синтеза из простых низкомолекулярных веществ (мономеров). По химическому характеру реакций, лежащих в основе получения синтетических поли-

меров, их разделяют на полимеризационные и поликонденсацион-

ные. Полимеризацией получают такие широко распространенные полимеры, как полиэтилен, поливинилхлорид, полиизобутилен, полистирол, полиакрилаты, а поликонденсацией - фенолформальдегидные, эпоксидные, полиэфирныеи другиеполимеры.

Материалы, получаемые на основе полимеров или полимерных композитов, называются пластмассами. Основным компонентом пластмасс являются полимеры, от типа и качества которых зависят физические, механические и технологические свойства пластмасс. Полимер в них является основным и обязательным компонентом, выполняя роль связующего вещества аналогично цементу в бетоне. В зависимости от содержания полимера и его структуры пластмассы подразделяются на ненаполненные, т. е. микроскопически однородные, состоящие из полимера и специальных добавок, и наполненные т. е. неоднородные, состоящие из полимера и наполнителей, распределенных в полимере и скрепленных им.

Помимо наполнителей в состав пластмасс могут входить пластификаторы, стабилизаторы, красители, газо- и пенообразователи, растворители, отвердители и другие вещества.

323

Примерами ненаполненных пластмасс являются органическое стекло, пенопласты, полиэтиленовые и другие пленки; наполненных пластики, линолеумы и другие изделия.

Для пластмасс характерна малая средняя плотность, низкая теплопроводность, устойчивость против коррозии, высокая прочность на растяжение и деформативность. Недостатки большинства пластмасс низкая теплостойкость, склонность к старению и снижению прочностных свойств под воздействием температуры, времени и различных сред.

Полимерные материалы и изделия (пластмассы) в современном строительстве находят разнообразное применение. По назначению они подразделяются на конструкционные, отделочные, материалы для покрытия полов, теплоизоляционные, гидроизоляционные, герметизирующие, погонажные, санитарно-технические и др.

Кполимерным материалам для устройства полов относятся линолеумы (без основы, одно- и двухслойные, на тканевой и теплозвукоизоляционной основе), ковровые синтетические материалы, материалы для бесшовных наливных полов, плитки для полов.

Котделочным материалам для внутренних и наружных поверхностей стен относятся погонажные поливинилхлоридные изделия, бумажно-слоистый пластик, полистирольные плитки, моющиеся обои и различные пленки.

Кконструкционным полимерным материалам относятся стеклопластики, полимербетоны, профили из ПВХ для оконных и дверных блоков.

Задания

Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ 1 М2 ПЛОЩАДИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОЛОВ

Сущность метода заключается в определении массы 1 м2 условной площади испытываемого рулонного полимерного материала при его фактической толщине.

Массу 1 м2 материала в г вычисляют по формуле

324

где m масса образца, г;

100 количество образцов в 1 м2.

Приборы и материалы

1.Весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания до

500 г.

2.Образцы с размером сторон 100 мм полимерных материалов для полов: линолеума однослойного, линолеума многослойного, линолеума на тепло- и звукоизоляционной основе, ворсонита и др.

Методика испытаний

Определение массы 1 м2 площади полимерных материалов для полов проводят на образцах квадратной формы с размерами сторон (100±1) мм, вырезанных из отобранного для испытаний материала. Образцы помещают на чашку весов и взвешивают.

Результаты испытаний

Массу 1 м2 площади материала вычисляют по формуле (15.1). Результаты испытаний записывают в табл. 15.1. За результат испытаний принимают среднее арифметическое значение 3-х параллельных испытаний одного вида материала для полов.

Т а б л и ц а 15.1

Результаты определения 1 м2 площади материалов для полов

325

Окончание табл. 15.1

Заключение

Сравнить между собой массу 1 м2 испытанных материалов, сделать выводы.

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИБКОСТИ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Сущность метода заключается в определении появления трещин, разрывов, изломов, вмятин и др. дефектов на образце по истечении 30 с после его огибания на цилиндре.

Приборы и материалы

1.Металлические цилиндры диаметром 30, 60 и 100 мм и длиной

200 мм.

2.Образцы поливинилхлоридной плитки, погонажный профиль поливинилхлоридный мягкий и полужесткий.

Методика испытаний

Гибкость поливинилхлоридной плитки определяют на 3-х образ- цах-полосках шириной 50 мм. Их вырезают в продольном направлении из 3-х плиток, отобранных для испытаний. Затем каждую из вырезанных полос огибают вокруг цилиндра диаметром 100 мм. По истечении 30 с визуально проверяют наличие трещин, разрывов, изломов на поверхности полосок. При этом трещины на расстоянии не более 10 мм от кромок образцов не учитываются.

326

Гибкость погонажных поливинилхлоридных изделий, поставляемых в бухтах, определяют на 3-х образцах длиной 150 мм. Образцы огибают накатыванием вокруг цилиндра диаметром 30 мм (для мягких) и 60 мм (для жестких) погонажных изделий, выдерживают 20 с и визуально осматривают образцы, накатанные на стержень. Наличие одного из дефектов (трещин, разрывов, изломов) хотя бы на одном образце является показателем непригодности изделий для поставки в бухтах.

Результаты испытаний

Результаты выполненных испытаний полимерных материалов на гибкость записывают в табл. 15.2.

Т а б л и ц а 15.2

Заключение

Сделать выводы по результатам испытаний.

Задание 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИРАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПОКРЫТИЯ ПОЛОВ

Сущность метода заключается в определении величины уменьшения толщины полимерного материала при истирании в течение заданного количества циклов испытания.

Приборы и материалы

1.Машина барабанного типа.

2.Шкурка шлифовальная.

327

3.Весы лабораторные 2-го класса точности с пределом взвешивания до 200 г.

4.Микрометр.

5.Клей для приклеивания пластмассы к металлу.

6.Кисть.

7.Образцы линолеума и плиток поливинилхлоридных.

Методика испытаний

Для определения истираемости из испытываемого линолеума с помощью вырубного устройства вырезают по три образца диаметром (16±0,5) мм. Испытания проводят в следующей последовательности. Образцы приклеивают к держателю испытательной машины, выдерживают необходимое время для отверждения клеевого соединения и взвешивают с точностью до 0,001 г. Испытание на истираемость проводят в течение одного рабочего цикла машины (полные 2 оборота) при нагрузке в 10 Н. По окончании испытания держатель с образцом вынимают из патрона машины, очищают от пыли и взвешивают.

Истираемость линолеума по уменьшению толщины в мкм вычисляют по формуле

где m1 масса образца с держателем до испытания, г; m2 масса образца с держателем после испытания, г; ρ средняя плотность линолеума, г/см3;

S площадь образца, см2;

К коэффициент, характеризующий истирающую способность шкурки, используемой при испытании (принять К= 1,01);

104 коэффициент пересчета.

Площадь истирания в см2 равна площади образца и рассчитывается по формуле

где Д диаметр образца, см.

328

Далее рассчитывают коэффициент износа линолеума, характеризующий его износостойкость:

где h толщина до испытания на истираемость, мкм.

За результат испытания принимают среднее арифметическое трех параллельных определений.

Результаты испытаний

Исходные данные и результаты обработки выполненных испытаний по определению истираемости заносят в табл. 15.З.

Т а б л и ц а 15.3

Истираемость полимерных материалов для полов

329

Заключение

Сравнить опытные данные по истираемости с требованиями ГОСТ. Сделать выводы.

Задание 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕФОРМАТИВНОСТИ ПРИ ВДАВЛИВАНИИ И ВОССТАНАВЛИВАЕМОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Деформативность рулонных и плиточных материалов для полов, профилей пластмассовых для оконных и дверных блоков, изделий погонажных профильных поливинилхлоридных характеризуется способностью к продавливанию под нагрузкой и восстановлению после снятия нагрузки.

Сущность метода заключается в определении величин абсолютных деформаций при вдавливании индентора под нагрузкой, абсолютной остаточной деформации после снятия нагрузки и восстанавливаемости деформаций.

Приборы и материалы

1.Устройство для определения деформаций с индентором.

2.Секундомер.

3.Образцы рулонного материала для полов, профилей пластмассовых для оконных и дверных блоков, изделий погонажных профильных поливинилхлоридных.

Методика испытаний

Из профилей для оконных и дверных блоков, подлежащих испытанию, вырезают по 3 образца размером 20х20 мм и толщиной не менее 3 мм.

Из рулонных и плиточных полимерных материалов для полов вырезают квадратные образцы с размерами сторон (50±5) мм.

Подготовленный для испытания образец помещают на столик устройства для испытаний лицевой поверхностью вверх так, чтобы шарик индентора находился против центра плоскости образца. При

330